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07 Diciembre, 2022

Pila de combustible

Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico que se utiliza para transformar directamente la energía química en energía eléctrica. Parte de un combustible y de un comburente para producir agua, electricidad y calor.

¿Qué es la pila de combustible en un vehículo?

La batería de combustible es un dispositivo electroquímico en el que reaccionan hidrógeno y oxígeno para generar electricidad. Es similar a una pila eléctrica convencional, pero la sustancia que funciona como ánodo y cátodo no se encuentra en el interior de la pila, sino que se alimenta desde el exterior.

¿Cómo generan electricidad las baterías de combustible?

El proceso comienza cuando el hidrógeno gas se disocia para dar dos átomos de hidrógeno. Estos átomos ceden su único electrón, y el protón atraviesa una membrana de polímero porosa. El hidrógeno reacciona con el oxígeno y esa energía es la que se utiliza para mover el vehículo.

¿Cómo funciona un coche de hidrógeno?

En un coche con pila de combustible se va generando la electricidad a medida que el coche la necesita. En lugar de almacenar la energía en baterías, utilizan una pila de combustible. En los coches de hidrógeno se procesa el hidrógeno para producir electricidad a demanda.

El hidrógeno a presión se almacena, se canaliza hacia la pila de combustible, donde se añade el oxígeno del aire ambiental para producir electricidad y se obtiene agua.

La electricidad generada en la pila de combustible se destina a una batería, la que es encargada de repartir la energía al motor eléctrico del coche. 

El sobrante de electricidad acumulado en la batería más la recuperación de energía conseguida a través de la frenada regenerativa se guardan en la batería, permitiendo a las mecánicas de pila de combustible funcionar incluso sin estar consumiendo hidrógeno.

Ventajas de las pilas de combustible

Entre las ventajas generales de las pilas de combustible se encuentran las siguientes:

  • Su buen rendimiento con posibilidad de mejora.
  • El buen rendimiento permite ajustar la producción a la demanda.
  • Son sistemas con muy poca inercia y pueden seguir al instante la curva de demanda.
  • Tienen un carácter modular, lo que significa un aumento de la fiabilidad y una reducción de costes. Las plantas se pueden construir en poco tiempo y pueden aumentar o disminuir la potencia sin cambiar su diseño.
  • Las pilas de combustible son silenciosas, no producen vibraciones y requieren poco mantenimiento.
  • No queman el combustible en una llama como en un motor de combustión interna.
  • No producen partículas ni contaminantes atmosféricos y los consiguientes peligros para la salud.

Tipos de baterías de combustible

Estos son los principales tipos de baterías:

  • Alcalino (AFC)
  • Ácido fosfórico (PAFC)
  • Membrana de intercambio de protones (PEM)
  • Carbonato fundido (MCFC)
  • Óxido Sólido (SOFC)

La pila alcalina, de ácido fosfórico y de membrana de intercambio de protones se clasifican como pilas de combustible de baja temperatura.

La batería de carbonato fundido y la de óxido sólido se clasifican como pilas de alta temperatura y pueden funcionar tanto con hidrógeno como con combustibles de hidrocarburos. 

Cada pila, sea del tipo que sea, sólo produce una pequeña cantidad de energía, para alcanzar la escala de kW, las pilas tienen que estar conectadas entre sí para formar un conjunto de pilas de combustible.